東臺(tái)精機(jī)數(shù)控機(jī)床的八大選型步驟
選擇數(shù)控機(jī)床是一個(gè)綜合性技術(shù)問題，現(xiàn)在無論國內(nèi)還是國外，都能生產(chǎn)提供多種多樣的設(shè)備。數(shù)控機(jī)床經(jīng)幾十年發(fā)展已演變出一個(gè)龐大家族群，能完成各種各樣的加工制造要求。如何從品種繁多、價(jià)格昂貴的設(shè)備中選擇適用的設(shè)備，如何使這些設(shè)備在制造中充分發(fā)揮作用而且又能滿足企業(yè)以后的發(fā)展，如何正確、合理地選購與主機(jī)配套的附件、工具、軟件技術(shù)、售后技術(shù)服務(wù)等，使采購的設(shè)備能達(dá)到較好的投入比這些問題都是廣大采購者必須考慮，并逐一要處理好的問題。
一、確定典型加工工件“族”
確定加工什么樣零件是選擇設(shè)備的第一步。企業(yè)根據(jù)技術(shù)改造和生產(chǎn)發(fā)展需要，確定有哪些零件、那些工序準(zhǔn)備用新的加工設(shè)備來完成，要考慮到產(chǎn)品發(fā)展的遠(yuǎn)景規(guī)劃。典型工件族按外型可以分為菱形類(箱體類)、板類、回轉(zhuǎn)體類(盤、套、軸、法蘭)和異形類等;按加工精度要求又可分普通級(jí)和精密級(jí)等。典型零件分類清楚了，基本加工設(shè)備也就比較明確了。
二、典型零件族的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
在確定加工零件后還必須用數(shù)控加工工藝的學(xué)觀點(diǎn)對(duì)工藝流程進(jìn)行新的規(guī)劃設(shè)計(jì)，這里包括對(duì)原工藝生產(chǎn)流程的變革、探索實(shí)現(xiàn)新工藝方法的可行性、探索實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)管理和物流管理可行性、探索使用先進(jìn)刀具工裝大幅度提高生產(chǎn)效率的可行性、探索在生產(chǎn)線上數(shù)控設(shè)備和其他設(shè)備(普通的、專機(jī)的)的合理配制工藝等，目的是希望得到使用數(shù)控機(jī)床后的最佳工藝制造流程。
☆軸類零件：銑端面打中心孔→數(shù)控車床(粗加工)→數(shù)控磨床(精加工);
☆法蘭和盤類件：數(shù)控車床(粗加工)→車削中心(精加工);
☆型腔模具零件：普通機(jī)床加工外形及基面→數(shù)控銑床加工型面→高速數(shù)控銑精加工→拋光或電腐蝕型面;
☆板類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平面→立式加工中心上加工各類孔;
☆箱體零件：立式加工中心上加工底面→臥式加工中心上加工四周面各工藝面。
三、數(shù)控機(jī)床主要特征規(guī)格的選擇
機(jī)床特征規(guī)格應(yīng)包括機(jī)型、機(jī)床規(guī)格參數(shù)和機(jī)床主電機(jī)功率等。在確定工藝內(nèi)容的前提下，機(jī)型選擇就較明確了。例如，回轉(zhuǎn)體零件加工主要可供選擇設(shè)備有車床、車削中心、數(shù)控磨床等;箱體的加工則應(yīng)以立式或臥式加工中心為主。
數(shù)控機(jī)床的最主要規(guī)格是幾個(gè)數(shù)控軸的行程范圍和主軸電機(jī)功率。機(jī)床的三個(gè)基本直線坐標(biāo)(X、Y、Z)行程反映該機(jī)床允許的加工空間，在車床中兩個(gè)坐標(biāo)(X、Z)反映允許回轉(zhuǎn)體的大小。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床的加工空間范圍之內(nèi)，例如，典型工件是450 mm ×450 mm ×450 mm的箱體，那么應(yīng)選取工作臺(tái)面尺寸為500mm×500 mm的加工中心。選用工作臺(tái)面比典型工件稍大一些是出于安裝夾具考慮的。機(jī)床工作臺(tái)面尺寸和三個(gè)直線坐標(biāo)行程都有一定的比例關(guān)系，如上述工作臺(tái)(500 mm ×500 mm)的機(jī)床，x軸行程一般為(700——800)mm、y軸為(500——700)mm、z軸為(500——600)mm左右。因此，工作臺(tái)面的大小基本上確定了加工空間的大小。個(gè)別情況下也允許工件尺寸大于坐標(biāo)行程，這時(shí)必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之內(nèi)，而且要考慮機(jī)床工作臺(tái)的允許承載能力，以及工件是否與機(jī)床交換刀刀具的空間干涉、與機(jī)床防護(hù)罩等附件發(fā)生干涉等系列問題。
四、機(jī)床精度的選擇
按精度可分為普通型和精密型，一般數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)項(xiàng)目都有20——30項(xiàng)，但其最有特征項(xiàng)目是：?jiǎn)屋S定位精度、單軸重復(fù)定位精度和兩軸以上聯(lián)動(dòng)加工出試件的圓度。
定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運(yùn)動(dòng)部件的綜合精度。尤其是重復(fù)定位精度，它反映了該軸在行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。目前數(shù)控系統(tǒng)中軟件都有豐富的誤差補(bǔ)償功能，能對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)鏈上各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差進(jìn)行穩(wěn)定的補(bǔ)償。例如，傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的間隙、彈性變形和接觸剛度等變化因素，它們往往隨著工作臺(tái)的負(fù)載大小、移動(dòng)距離長(zhǎng)短、移動(dòng)定位速度的快慢等反映出不同的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量。在一些開環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，測(cè)量元件以后的機(jī)械驅(qū)動(dòng)元件，受各種偶然因素影響，也有相當(dāng)大的隨機(jī)誤差影響，如滾珠絲杠熱伸長(zhǎng)引起的工作臺(tái)實(shí)際定位位置漂移等?？傊?，如果能選擇，那么就選重復(fù)定位精度最好的設(shè)備!
五、數(shù)控系統(tǒng)的選擇
機(jī)床制造商提供的機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)分為主流系統(tǒng)及可適應(yīng)的系統(tǒng)，主流系統(tǒng)相對(duì)來說技術(shù)成熟性好一些，但對(duì)使用用戶應(yīng)另有要求，例如對(duì)名牌系統(tǒng)的質(zhì)量追求、希望在國內(nèi)有較好的售后技術(shù)條件、在用戶單位使用的數(shù)控系統(tǒng)相對(duì)集中在幾家等要求，以便使用掌握和維修配件準(zhǔn)備，所以用戶單位都愿意配置自己信得過或比較熟悉的數(shù)控系統(tǒng)。
用戶選擇系統(tǒng)的基本原則是：性能價(jià)格比要高、購后的使用維護(hù)要方便、系統(tǒng)的市場(chǎng)壽命要長(zhǎng)(不能選淘汰系統(tǒng)，否則使用幾年后將找不到維修備件)等。
六、自動(dòng)換刀裝備(ATC)、自動(dòng)交換工作臺(tái)(APC)和刀柄的選擇配置
1.ATC的選擇
在具備綜合加工能力的一些數(shù)控機(jī)床上，如加工中心、車削中心和帶交換沖頭的數(shù)控沖床等，自動(dòng)交換裝置是這些設(shè)備的基本特征附件，它的工作質(zhì)量直接關(guān)系到整機(jī)的質(zhì)量，也是構(gòu)成設(shè)備投資中的重要組成部分(經(jīng)費(fèi)占整機(jī)成本的10%——30%)。因此，在選擇主機(jī)設(shè)備時(shí)必須得重視所配ATC自動(dòng)換刀裝置的工作質(zhì)量和刀具儲(chǔ)存量。
2.刀柄和刀具的選擇
在主機(jī)和自動(dòng)換刀裝置(ATC)確定后，要選擇所需的刀柄和刀具(刃具)。數(shù)控機(jī)床所用刀柄系列基本都已標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是加工中心所用刀柄，如美國的CAT、日本的BT和我國的JT等。數(shù)控機(jī)床加工工件最終要靠的是切削刃具，但刃具和機(jī)床的連接、在自動(dòng)交換刀具時(shí)提供給機(jī)械手的夾持部位等都要靠刀柄來解決，所以選擇刀具實(shí)質(zhì)上是包括刃具和刀柄的配置。刃具選擇取決于加工工藝要求，刃具確定后還必須配置相應(yīng)刀柄，例如，工藝要求鉆一個(gè)直徑6mm的小孔，則刃具選用直徑6mm直柄麻花鉆頭，然后還要選用一個(gè)能夾持鉆頭的刀柄。現(xiàn)在有一部分刀柄本身也配置專用的刃具，如精鏜刀柄等?？傊@些附件絕大部分都已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)化生產(chǎn)廠供貨，機(jī)床用戶要根據(jù)具體加工對(duì)象合理選用。由于刀柄可供選擇的范圍很廣，但選多了將加大投資，選少了將影響機(jī)床的開動(dòng)率，所以應(yīng)慎重對(duì)待。
3.自動(dòng)交換工作臺(tái)
自動(dòng)交換工作臺(tái)是在主機(jī)上配置的附件，配置的數(shù)量有2、4、6、10個(gè)等，除雙交換工作臺(tái)以外，主要用柔性制造單元配置。雙交換工作臺(tái)的配置可以大大節(jié)省復(fù)雜零件裝卸定位夾緊的輔助時(shí)間，提高機(jī)床開動(dòng)率，但增加該功能設(shè)備，投資至少要加10萬元以上。多數(shù)量交換工作臺(tái)用于柔性制造單元，適用于24小時(shí)少人或無人化管理，適應(yīng)多品種工件交替投產(chǎn)加工，這里應(yīng)注意增加質(zhì)量檢查措施，否則投資增長(zhǎng)20%——50%是不經(jīng)濟(jì)的。
七、機(jī)床選擇功能及附件的選擇
在選購數(shù)控機(jī)床時(shí)，除滿足基本要求的功能及基本件外，還應(yīng)充分考慮選擇件選擇功能及附件。在提高加工質(zhì)量和工作可靠性上也發(fā)展了許多附件，如自動(dòng)測(cè)量裝置、接觸式測(cè)頭及相應(yīng)測(cè)量軟件、刀具長(zhǎng)度和磨損檢測(cè)、機(jī)床熱變形補(bǔ)償軟件等附件，這些附件選用原則是要求工作可靠、不片面追求新穎。對(duì)一些輔助功能附件，如冷卻、防護(hù)和排屑等裝置主要根據(jù)今后在現(xiàn)場(chǎng)使用要求和工藝要求而定，例如，考慮以后加工大裕量鑄鐵件的要求，則要選用高密封防護(hù)罩、大流量淋浴式冷卻方式、紙質(zhì)冷卻液過濾器裝置等?？傊?，要選擇與生產(chǎn)能力相適應(yīng)的輔件。
八、技術(shù)服務(wù)
數(shù)控機(jī)床作為一種高科技產(chǎn)品，包含了多學(xué)科的專業(yè)內(nèi)容，對(duì)這樣復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備，要應(yīng)用好、維修好單靠應(yīng)用單位自身努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而且也很難做到，必須依靠和利用社會(huì)上的專業(yè)隊(duì)伍。因此，在選購設(shè)備時(shí)還應(yīng)綜合考慮選購其圍繞設(shè)備的售前、售后技術(shù)服務(wù)，其宗旨就是要使設(shè)備盡快盡量地發(fā)揮作用。
總之，凡重視技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)、重視職工素質(zhì)提高的企業(yè)，數(shù)控機(jī)床就能得到合理使用。所以在選擇機(jī)床時(shí)，建議用戶花一部分資金選購針對(duì)自己短缺的技術(shù)服務(wù)，使設(shè)備盡快發(fā)揮作用。
